2020年最新【化学物理】（托福听力学科背景知识大全）

化学 物理 Petroleum 石油 石油是指气态 液态和固态的烃类混合物 具有天然的产状 石油又分为原油 天然气 天然气液及天然焦油等形式 但习惯上仍将 石油 作为 原油 的定 义用 石油是一种粘稠的 深褐色液体 被称为 工业的血液 地壳上层部分地区有 石油储存 主要成分是各种烷烃 环烷烃 芳香烃的混合物 是地质勘探的主要 对象之一 石油的成油机理有生物沉积变油和石化油两种学说 前者较广为接受 认为石油 是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成 属于生物沉积变油 不可再生 后者认为石油是由地壳内本身的碳生成 与生物无关 可再生 石油主要被用来 作为燃油和汽油 也是许多化学工业产品 如溶液 化肥 杀虫剂和塑料等的原 料 古埃及 古巴比伦人在很早以前已开采利用石油 石油 这个中文名称是由北 宋科学家沈括第一次命名的 Crude oil 原油 习惯上把未经加工处理的石油称为原油 一种黑褐色并带有绿色荧光 具有特殊 气味的粘稠性油状液体 是烷烃 环烷烃 芳香烃和烯烃等多种液态烃的混合 物 主要成分是碳和氢两种元素 分别占 83 87 和 11 14 还有少量的硫 氧 氮和微量的 磷 砷 钾 钠 钙 镁 镍 铁 钒等元素 比重 0 78 0 97 分子量 280 300 凝固点 50 24 原油经炼制加工可以获得各种燃料油 溶剂油 润滑油 润滑脂 石 蜡 沥青以及液化气 芳烃等产品 为国民经济 各部门提供燃料 原料和化工产品 Chlorophyll is responsible for the green color of many plants and algae Seenthroughamicroscope chlorophyllisconcentratedwithin organisms in structures called chloroplasts Plants are perceived as green because chlorophyll absorbs mainly the blue and red wavelength and reflects the green Thereareseveraltypesofchlorophyll butallshare the chlorin magnesium ligand which forms the right side of this diagram Chlorophyll alsochlorophyl isanyofseveralrelated green pigments found in the mesosomes of cyanobacteria as well as in thechloroplastsof algaeandplants 1 Itsnameis derivedfrom the Greek words khloros pale green and phyllon leaf 2 Chlorophyll is essential in photosynthesis allowing plants to absorb energy from light Chlorophyllsabsorblightmoststronglyintheblueportionof the electromagnetic spectrum as well as the red portion 3 Conversely it is a poor absorber of green and near green portions of the spectrum which it reflects producing the green color of chlorophyll containing tissues Two types of chlorophyll exist in the photosystems of green plants chlorophyll a and b 4 Chemical structure edit Space filling model of the chlorophyll a molecule Chlorophylls are numerous in types but all are defined by the presence of a fifth ring beyond the four pyrrole like rings Most chlorophylls are classified as chlorins which are reduced relatives to porphyrins found in hemoglobin They share a common biosynthetic pathway with porphyrins including the precursor uroporphyrinogen III Unlike hemes which feature iron at the center of the tetrapyrrole ring chlorophylls bind magnesium For the structures depicted in this article some of the ligands attached to the Mg2 center are omitted for clarity The chlorinringcanhavevarioussidechains usuallyincludinga long phytol chain The most widely distributed form in terrestrial plants is chlorophylla The structures of chlorophylls are summarized below 叶绿素 是高等植物和其它所有能进行光合作用的生物体含有的一类绿色色素 叶绿素 a 和叶绿素 b 均可溶于乙醇 乙醚和丙酮等溶剂 不溶于水 因此 可 以用极性溶剂如丙酮 甲醇 乙醇 乙酸乙酯等提取叶绿素 基本简介 叶绿素 是植物进行光合作用的主要色素 是一类含脂的色素家族 位于类囊体 膜 叶绿素吸收大部分的红光和紫光但反射绿光 所以叶绿素呈现绿色 它在光 合作用的光吸收中起核心作用 叶绿素为镁卟啉化合物 包括叶绿素 a b c d f 以及原叶绿素和细菌叶绿素等 叶绿素不很稳定 光 酸 碱 氧 氧化 剂等都会使其分解 酸性条件下 叶绿素分子很容易失去卟啉环中的镁成为去镁 叶绿素 叶绿素有造血 提供维生素 解毒 抗病等多种用途 分类 叶绿素分为叶绿素 a 叶绿素 b 叶绿素 c 叶绿素家族 6 张 叶绿素 d 叶绿素 f 原叶绿素和细菌叶绿素等 叶 绿 素 名称 存在场所最大吸收光带 叶绿素a所有绿色植物中红光和蓝紫光 叶 绿 素 b 高等植物 绿藻 眼虫藻 管藻 红光和蓝紫光 叶绿素 c 硅藻 甲藻 褐藻 鹿角 藻 隐藻 红光和蓝紫光 叶 绿 素 d 红藻 蓝藻红光和蓝紫光 叶绿素 f细菌 非可见光 红外波 段 原 叶 绿 素 黄化植物 幼苗期 近于红光和蓝紫 光 细 菌 叶 绿素 紫色细菌红光和蓝紫光 叶绿素的发现 德国化学家韦尔斯泰特 在 20 世纪初 采用了当时最先进的色层分离法来 提取绿叶中的物质 经过 10 年的艰苦努力 韦尔斯泰特用成吨的绿叶 终于捕 捉到了叶中的神秘物质 叶绿素 正是因为叶绿素在植物体内所起到的奇特 作用 才使我们人类得以生存 由于成功地提取了叶绿素 1915 年 韦尔斯泰 特荣获了诺贝尔化学奖 性质及结构 化学结构 叶绿素分子结构 叶绿素 a 19 世纪初 俄国化学家 色层分析法创始人 M C 茨韦特用吸附色层分析法 证明高等植物叶子中的叶绿素有两种成分 德国 H 菲舍尔等经过多年的努力 弄清了叶绿素的复杂的化学结构 1960 年美国 R B 伍德沃德领导的实验室合成 了叶绿素 a 至此 叶绿素的分子结构得到定论 叶绿素分子是由两部分组成的 核心部分是一个卟啉环 porphyrin ring 其功能是光吸收 另一部分是一个很长的脂肪烃侧链 称为叶绿醇 phytol 叶 绿素用这种侧链插入到类囊体膜 与含铁的血红素基团不同的是 叶绿素卟啉环 中含有一个镁原子 叶绿素分子通过卟啉环中单键和双键的改变来吸收可见光 各种叶绿素之间的结构差别很小 如叶绿素 a 和 b 仅在吡咯环 上的附加基团 上有差异 前者是甲基 后者是甲醛基 细菌叶绿素和叶绿素 a 不同处也只在于 卟啉环 上的乙烯基换成酮基和环 上的一对双键被氢化 化学性质 高等植物叶绿体中的叶绿素主要有叶绿素 a 和叶绿素 b 两种 它们不溶于 水 而溶于有机溶剂 如乙醇 丙 叶绿素荧光仪 酮 乙醚 氯仿等 叶绿素 a 分子式 C55H72O5N4Mg 叶绿素 b 分子 式 C55H70O6N4Mg 在颜色上 叶绿素 a 呈蓝绿色 而叶绿素 b 呈黄绿色 按化学性质来说 叶绿素是叶绿酸的酯 能发生皂化反应 叶绿酸是双羧酸 其 中一个羧基被甲醇所酯化 另一个被叶醇所酯化 叶绿素分子含有一个卟啉环的 头部 和一个叶绿醇的 尾巴 镁原子居 于卟啉环的中央 偏向于带正电荷 与其相联的氮原子则偏向于带负电荷 因而 卟啉具有极性 是亲水的 可以与蛋白质结合 叶醇是由四个异戊二烯单位组成 的双萜 是一个亲脂的脂肪链 它决定了叶绿素的脂溶性 叶绿素不参与氢的传 递或氢的氧化还原 而仅以电子传递 即电子得失引起的氧化还原 及共轭传递 直接能量传递 的方式参与能量的传递 卟啉环中的镁原子可被氢离子 铜离子 锌离子所置换 用酸处理叶片 氢 离子易进入叶绿体 置换镁原子形成去镁叶绿素 使叶片呈褐色 去镁叶绿素易 再与铜离子结合 形成铜代叶绿素 颜色比原来更稳定 人们常根据这一原理用 醋酸铜处理来保存绿色植物标本 叶绿醇是亲脂的脂肪族链 由于它的存在而 决定了叶绿素分子的脂溶性 使之溶于丙酮 酒精 乙醚等有机溶剂中 由于在 结构上的差别 叶绿素 a 呈蓝绿色 b 呈黄绿色 在光下易被氧化而退色 叶绿 素是双羧酸的酯 与碱发生皂化反应 叶绿素不是很稳定 光 酸 碱 氧 氧化剂等都会使其分解 酸性条件下 叶绿素分子很容易失去卟啉环中的镁成为去镁叶绿素 叶绿素溶液能进行部分类 似光合作用的反应 在光下使某些化合物氧化或还原 人工制备的叶绿素膜在光 下能产生光电位和光电流 也能催化某些氧化还原反应 3 光合作用 光合作用是指绿色植物通过叶绿体 把光能用二氧化碳和水转化成化学能 储存在 落叶 有机物中 并且释放出氧的过程 光合作用的第一步是光能被叶绿素吸收并 将叶绿素离子化 产生的化学能被暂时储存在三磷酸腺苷 ATP 中 并最终将二 氧化碳和水转化为碳水化合物和氧气 1864 年 德国科学家萨克斯做了这样一个实验 把绿色叶片放在暗处几小 时 目的是让叶片中的营养物质消耗掉 然后把这个叶片一半曝光 另一半遮光 过一段时间后 用碘蒸气处理叶片 发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化 曝光的那一半叶片则呈深蓝色 这一实验成功地证明了绿色叶片在光合作用中产 生了淀粉 1880 年 德国科学家恩吉尔曼用水绵进行了光合作用的实验 把载有水绵 和好氧细菌的临时装片放在没有空气并且是黑暗的环境里 然后用极细的光束照 射水绵 通过显微镜观察发现 好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附 近 如果上述临时装片完全暴露在光下 好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位 的周围 恩吉尔曼的实验证明 氧是由叶绿体释放出来的 叶绿体是绿色植物进 行光合作用的场所 将一片脱去淀粉的紫罗兰叶片放在阳光下数小时之后用碘试剂检测 可以发 现只有叶片上绿色的区域变色而白色区域没有 也就是说只有绿色区域有淀粉存 在 这显示了光合作用在缺乏叶绿素的情况下无法进行 叶绿素存在是